污水處理廠配電系統(tǒng)的設(shè)計

□葉彩霞 徐天喜 齊永虎

對于污水處理廠來講，配電系統(tǒng)決定著企業(yè)運行的穩(wěn)定性以及盈利前提，合理、科學地進行供配電系統(tǒng)設(shè)計，是保證污水處理廠正常運行必備的條件。以污水處理廠為例，需要進行供配電系統(tǒng)、配電線路以及結(jié)合工藝工序負荷計算等，為污水處理廠選擇合適的技術(shù)以及系統(tǒng)配置，并以經(jīng)濟技術(shù)比較不同的供配電方案的優(yōu)劣性，從而選定適合的供配電系統(tǒng)，優(yōu)化變壓器以及電氣負荷分級、運行方式選擇，進而規(guī)范相關(guān)的排水系統(tǒng)以及技術(shù)標準，優(yōu)化供配電系統(tǒng)的安裝以及調(diào)試效果，對污水處理廠可能出現(xiàn)的電纜感應(yīng)電壓失誤、設(shè)備不能正常運轉(zhuǎn)問題，制定相應(yīng)的解決方案，保證供配電系統(tǒng)能夠在污水處理廠中正常運轉(zhuǎn)。

一、污水處理廠的電氣設(shè)備特點以及設(shè)計原則

(一)電氣設(shè)備特點。現(xiàn)階段多數(shù)地區(qū)為了減少水資源污染，并提高城市環(huán)保工作質(zhì)量，保護好生態(tài)，正在實現(xiàn)工業(yè)集中化發(fā)展，將其工業(yè)園區(qū)配置現(xiàn)代化的污水處理廠，運用現(xiàn)代化的自動控制技術(shù)，優(yōu)化工業(yè)污水以及廢水處理情況，針對污水中的危害物質(zhì)利用生化反應(yīng)，凈化工業(yè)污水并將凈化后的污水排放到周邊環(huán)境中，要求污水處理廠工藝以及設(shè)備性能達標，保證供配電系統(tǒng)能夠持續(xù)為污水處理廠供電，并避免不可抗因素造成的供電問題。

(二)設(shè)計原則。污水處理廠供配電設(shè)計中要遵循以下原則，以達到科學合理供電的目的，第一，要保證供電系統(tǒng)設(shè)計可靠性，在滿足我國供配電的相關(guān)技術(shù)標準以及負荷標準同時，還要進一步滿足污水處理的可靠運行要求，需要進行兩回路供電，保證在非正常情況下也能夠自動供電；第二，要依據(jù)電氣設(shè)備以及功率、電壓的等級，對配電室進行綜合性控制，以優(yōu)化負荷組合，縮短供電距離，以達到節(jié)約電力設(shè)備成本的目的，按照當?shù)仉娏Σ块T的要求設(shè)置好無功補償裝置，切實優(yōu)化污水處理廠的供電設(shè)備；第三，要依據(jù)電氣設(shè)備的性能選擇合理的啟動停止方式，促使用電設(shè)備之間的運轉(zhuǎn)和電力供應(yīng)之間相互不影響，整個污水處理廠都能夠合理實現(xiàn)電力供應(yīng)；第四，需要合格安裝電氣設(shè)備的防雷裝置，針對當?shù)氐臉O端惡劣氣候?qū)崿F(xiàn)安全可靠供電，污水處理廠在正常運轉(zhuǎn)下都能夠得到足夠的電力，且供電設(shè)備以及配置能夠抵御不良天氣。

二、污水處理廠供配電項目概述

污水處理廠的本期工程處理規(guī)模達到了10萬m3/d，整個污水處理廠的主體工藝采用的是改良版的UCT技術(shù)，以生物脫氮除磷為原理搭建起整個工藝流程線，其中污泥處理裝置采用的是污泥重力濃縮+污泥機械脫水，整個污水處理廠的總裝機容量高達3,561kw，最后得到整個電力容量為2,187kw，其中最大的單機功率設(shè)備為220kw，多級離心鼓風機有5臺，其中4臺正在使用,1臺備用，并有4臺100kw的潛污泵，其中3臺正在使用，1臺備用。污水處理廠的大多負荷都來自于二級負荷，因此為便于設(shè)計和因素考量，電氣工程設(shè)計等級也定位在2級，由當?shù)毓╇姴块T提供兩路10kV的電源，兩路電源都是1用1備，且是采用電纜進線方式敷設(shè)至變電所高壓進線柜中，整個設(shè)計方案都以近年來城市污水處理廠的電氣工程設(shè)計以及施工圖審查工作為主，針對實際污水處理廠供配電以及電氣工程設(shè)計的一些技術(shù)問題，展開整個污水處理工程電氣設(shè)計的考察，以達到污水處理廠供配電系統(tǒng)設(shè)計和構(gòu)建的目的。

三、污水處理廠的供電負荷分級及變壓器容量

(一)供電負荷分級。按照我國出臺的最新版本《室外排水設(shè)計規(guī)范》內(nèi)容，污水處理廠供電負荷等級以按二級負荷設(shè)計為主，且為了保證污水處理廠的正常運轉(zhuǎn)，還需要依據(jù)環(huán)境治理需求嚴格做好供配電系統(tǒng)的設(shè)計，相應(yīng)的污水處理廠運行可靠性是以所有電氣負荷為核心，以持續(xù)達標運行作為供電保障，按照污水處理廠負荷狀況以及電網(wǎng)實際，應(yīng)該按照項目10KV的供電電源開展二級負荷供電方案設(shè)計，并明確供電變壓器容量以及供電負荷分級實際情況。

(三)變壓器配置方案。按照項目概述以及符合計算結(jié)果，污水處理廠設(shè)計中的常見變壓器配置方案有兩個，一是采用兩座630kV的變壓器，同時運行并互為備用裝置，正常情況變壓器是1用1備，其單臺變壓負荷率為0.67，一臺變壓器故障后的保障率可以達到73.5%；二是運用兩臺1,000kV變壓器，同樣也是在正常情況下1用1備，一臺變壓器故障負荷率為0.85，一臺變壓器故障則另一臺可以負責全廠負荷，將電廠運行保障率控制在100%左右。從經(jīng)濟技術(shù)角度來看，方案一在前期投資以及變壓器損耗還有基本電壓支出中占據(jù)較大的優(yōu)勢，但其存在的致命問題是當一臺變壓器出現(xiàn)故障后，另一臺變壓器只能在短暫時間內(nèi)全廠負荷穩(wěn)定，這時候符合率僅有1.36，這種負荷下長期運行的話油浸式變壓器的允許運行時間更短，還有干式變壓器也一樣，無法滿足我國的《室外排水設(shè)計規(guī)范》，不確定因素較多。但方案二雖然投資成本更高，但其負荷率更大，變壓器的運行損耗較高，我國為了鼓勵經(jīng)濟發(fā)展，國家在《關(guān)于完善兩步電價制用戶基本電價執(zhí)行方式的通知》中明確指出可以由用戶自己選擇，按照最大需量方式計算基本電量，與電網(wǎng)企業(yè)簽訂合同，這樣以來就降低了成本支出，能夠保證污水處理廠持續(xù)正常運行，選擇方案二的優(yōu)勢更加明顯。

四、結(jié)語

綜上所述，污水處理廠系統(tǒng)結(jié)構(gòu)以及污水處理技術(shù)需要充分納入到供配電系統(tǒng)中，選用符合污水處理廠正常運轉(zhuǎn)的大功率設(shè)備、低壓小功率設(shè)備等，設(shè)計好供配電路線，針對工藝條件以及系統(tǒng)配置，遵循國家二級負荷標準為供配電系統(tǒng)設(shè)計提供依據(jù)，實現(xiàn)分區(qū)供電，保證供電不中斷，電壓負荷控制在最低水平。